Los químicos de Stanford han desarrollado una nueva técnica de imágenes de tejido profundo que puede ver debajo de la piel de sujetos vivos para iluminar tumores enterrados con una claridad incomparable.

En un nuevo estudio publicado en la edición del 30 de septiembre de la revista Biotecnología de la naturaleza , los investigadores demuestran cómo se puede utilizar su técnica para predecir la respuesta de los pacientes con cáncer a la inmunoterapia y seguir su progreso después del tratamiento.

"A esto lo llamamos visión infrarroja para observar de forma no invasiva los tejidos biológicos, "dijo el líder del estudio Hongjie Dai, el J.G. Jackson y C.J. Wood Profesor de Química en la Facultad de Humanidades y Ciencias de Stanford.

La técnica se basa en nanopartículas que contienen el elemento erbio, que pertenece a una clase de los llamados minerales de tierras raras apreciados por los químicos por su capacidad única de brillar en el infrarrojo.

El equipo cubrió las nanopartículas con un recubrimiento diseñado químicamente que ayuda a que las partículas se disuelvan en el torrente sanguíneo y también las hace menos tóxicas y salen del cuerpo más rápido. Además, el recubrimiento proporciona puntos de anclaje para moléculas que actúan como misiles guiados para localizar y adherirse a proteínas específicas en las células.

Limpiando la niebla

Bajo una luz LED de baja potencia, las partículas de erbio calientan los tejidos específicos o incluso las células individuales en un brillo infrarrojo brillante que se puede ver más profundo y con una resolución más fina que las técnicas de imagen convencionales, dicen los investigadores. "Es como ver mientras se conduce por una autopista antes y después de que la niebla se evapore en un día de invierno, "dijo el coautor del estudio, Yeteng Zhong, investigador postdoctoral en el laboratorio de Dai. "La profundidad de imagen combinada, especificidad molecular y multiplicidad, y la resolución espacial y temporal son inalcanzables con técnicas anteriores ".

En un video que destaca el poder de sus nanoprobes, los vasos sanguíneos ramificados de un cerebro dentro de un ratón vivo se perfilan con una luz verde azulado y se mueven a medida que la criatura mueve la cabeza. "Nuestro enfoque permite ver el cerebro de un ratón intacto, mientras que los enfoques convencionales solo ven el cuero cabelludo, "dijo el coautor del estudio, Zhuoran Ma, un estudiante de posgrado en el laboratorio de Dai.

En el estudio, los investigadores muestran que su técnica puede identificar tumores en ratones que llevan una proteína que los hace vulnerables a los medicamentos contra el cáncer que activan el sistema inmunológico del propio cuerpo. Este enfoque podría proporcionar una forma no invasiva de identificar a los pacientes que responderían bien a esos medicamentos sin necesidad de tomar una muestra. o biopsia, del tumor, como necesitan hacer actualmente.

Similar, Las nanopartículas de erbio pueden monitorear las respuestas de los pacientes después de la terapia contra el cáncer para rastrear si están respondiendo a los medicamentos y si sus tumores se han reducido.

Como demostración, Dai y sus colegas combinaron sus nanopartículas de erbio con otra técnica de imágenes infrarrojas para obtener imágenes de dos dianas moleculares, células cancerosas y células T, simultáneamente. El resultado es una capa, Instantánea multicolor que muestra células T que se dirigen a un tumor de otra parte del cuerpo del ratón.

Los investigadores dijeron que su técnica también podría permitir a los cirujanos extirpar tumores con mayor precisión y ayudar a los biólogos e investigadores médicos a estudiar los procesos fundamentales dentro de las células.